فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و چهارم شماره 4 (پیاپی 70، زمستان 1393)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و چهارم شماره 4 (پیاپی 70، زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/04
  • تعداد عناوین: 6
|
  • پژمان پورمحمدیان*، محمدکاظم عدالتیان دوم صفحات 1-7
    با توجه به کاربرد فراوان و عملیاتی روغن به عنوان عایق الکتریکی در صنعت، توجه ویژه در تمامی مسائل مربوط به آن از جمله طراحی، ساخت و نحوه بهره برداری ضروری است. از این رو مطالعه روی مواد افزودنی به روغن های عایق برای رسیدن به ویژگی های فنی و اقتصادی بهتر رویکرد روزافزونی پیدا کرده است. در این مقاله با انجام آزمایش بر روی روغن عایق در ولتاژ فرکانس قدرت، رفتار عایقی روغن در حضور ذرات نانولوله کربنی مورد تحلیل قرار می گیرد. ولتاژ شکست در ولتاژ فرکانس قدرت و سرعت بازیابی عایقی دو پارامتر اصلی عایق های مایع از نقطه نظر استقامت الکتریکی می باشد. هدف از آزمایش های انجام شده مقایسه این دو پارامتر برای روغن مورد استفاده در دو حالت روغن خالص و روغن به همراه نانو لوله های کربنی می باشد. با توجه به نتایج آزمایش در آزمایشگاه فشارقوی، تغییرات به دست آمده در تمام مراحل با هم مقایسه و ارتباط آن ها با رفتار عایقی روغن مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که افزودن نانو لوله های کربنی علی-رغم تضعیف برخی خواص عایق روغن مانند ولتاژ شکست، موجب بهبود برخی خواص دیگر مانند سرعت بازیابی عایقی می شود.
    کلیدواژگان: روغن عایق، نانولوله کربنی، سرعت بازیابی عایقی، ثابت زمانی جذب بارهای آزاد
  • فاطمه پیروزمند*، نعمت الله قهرمانی، محمدرضا عاروان صفحات 9-21
    در این مقاله یک «کنترل کننده پیش بین مقاوم (RMPC)» بهبودیافته بر مبنای «سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS)» ارائه شده است. در این الگوریتم از تلفیق سیستم تطبیقی مدل مرجع و کنترل کننده پیش بین مقاوم یک کنترل کننده پیش بین مقاوم بهبودیافته با عنوان «کنترل کننده پیش بین مقاوم ترکیبی(CRMPC)» برای سیستم ماهواره سه درجه آزادی طراحی شده است به گونه-ای که سیستم حلقه بسته در مقابل نامعینی ممان اینرسی و اغتشاش خارجی مقاوم باشد. قانون کنترل به صورت فیدبک حالتی است که بهره آن از حل یک مسئله بهینه سازی محدب تحت چندین نامساوی ماتریسی خطی به دست می آید. برای اجتناب از اشباع عملگرها یک نامساوی ماتریسی خطی در مسئله بهینه سازی مذکور تلفیق می شود. از مزایای کنترل کننده ترکیبی حاصل می توان به عدم ضرورت اطلاع دقیق از مدل سیستم، مقاومت در مقابل اغتشاش خارجی و مفادیر بالای نامعینی اشاره نمود. روش حاضر با روش «کنترل پیش بین تفاضلی تعمیم یافته (GIPC)» مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که کنترل کننده پیشنهادی حاضر از رفتار مقاومتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده پیش بین مقاوم، نامساوی ماتریسی خطی، سیستم تطبیقی مدل مرجع، سیستم کنترل وضعیت ماهواره
  • رضا رافع *، فرشته خدادادی صفحات 23-33
    یکی از حمله های خطرناک شناخته شده علیه شبکه های حسگر بی سیم، حمله تکرار گره است. در این حمله، دشمن یک یا چند گره نرمال درون شبکه را ضبط کرده، کپی هایی (گره های تکراری) از آن ها تولید و در شبکه منتشر می کند. این گره های کپی تحت کنترل دشمن می باشند که می توانند به راحتی با دیگر گره های شبکه کلید مشترک برپا کرده و به تبادل داده بپردازند. در این مقاله یک الگوریتم جدید، مبتنی بر اطلاعات محلی و استفاده از لینک های کرم چاله قانونی جهت شناسایی گره های کپی در شبکه های حسگر بی سیم متحرک پیشنهاد می گردد. الگوریتم پیشنهادی از دو فاز تشخیص محلی و تشخیص غیرمحلی تشکیل شده است. در فاز تشخیص محلی، هر گره به طور مستقل با توجه به پیغام های “Hello” منتشر شده، گره های کپی موجود در همسایگی خود را شناسایی می کند. در فاز تشخیص غیرمحلی، گره های برپا کننده لینک های کرم چاله قانونی با توجه به انتشار پیغام های “Hello” اقدام به شناسایی گره های کپی می کنند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی از نظر معیارهای نرخ تشخیص و سرعت تشخیص نسبت به الگوریتم-های موجود عملکرد بهتری دارد.
    کلیدواژگان: شبکه های حسگر، حمله گره های کپی، کانال کرم چاله قانونی، تشخیص محلی، تشخیص سراسری
  • سعید عباپور *، کاظم زارع، بهنام محمدی ایواتلو صفحات 35-45
    در سال های اخیر نفوذ منابع تولید پراکنده (DG) در سیستم های قدرت افزایش یافته است. باوجود تاثیرات منفی ناشی از نفوذ بالای DG در عملکرد شبکه، ظرفیت آن ها به ندرت توسط اپراتورهای شبکه توزیع محدود می شود. مدیریت اکتیو شبکه یک روش موثر به منظور تقویت شبکه برای اتصال و بهره برداری از DG بوده و در راستای هوشمندسازی شبکه های توزیع است. این مقاله یک مدل چندهدفه ارزیابی شبکه توزیع با حضور منابع تولید پراکنده و مدیریت اکتیو را ارائه می دهد. مدل پیشنهادی به بررسی دو تابع هدف اقتصادی و فنی در شبکه توزیع پرداخته و دینامیک سرمایه گذاری روی واحدهای DG را ارزیابی می کند. نقش مثبت مدیریت اکتیو در برنامه ریزی شبکه توزیع نشان داده است. برای شبیه سازی مسئله از نرم افزار MATLAB استفاده شده و تاثیر مدل پیشنهادی با به کار بردن آن بر روی یک شبکه توزیع نمونه نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: تلفات اکتیو، تولید پراکنده، مدیریت اکتیو شبکه
  • محسن عسگری *، احمد غلامی صفحات 47-54
    استفاده از مقره های پلیمری در خطوط جدید و هم چنین در به روزرسانی خطوط قدیمی در حال افزایش است. مقره های پلیمری در معرض تنش های مختلف الکتریکی، مکانیکی و محیطی قرار دارند. در بسیاری از نواحی با آب وهوای سرد، خطوط انتقال و پست های فشارقوی در معرض یخ زدگی قرار دارند. بسیاری از مشکلات مقره های پلیمری ازجمله؛ فرسایش و پیری مواد پلیمری، وقوع کرونا در سطح مقره و شکست الکتریکی، ناشی از توزیع غیریکنواخت پتانسیل در طول مقره است. در این مقاله تاثیر حضور لایه یخ بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی مقره پلیمری 230 کیلوولت با و بدون حلقه کرونا مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور از نرم افزار COMSOL Multiphysics که با استفاده از روش المان محدود مسائل را تحلیل می کند استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که نصب حلقه کرونا باعث کاهش چشم گیر شدت میدان الکتریکی در سطح مقره های پلیمری می شود. هم چنین وجود فاصله های هوایی در لایه یخ تاثیر به سزایی بر توزیع پتانسیل، در امتداد مقره های پلیمری داشته و باعث افزایش شدت میدان الکتریکی سطح مقره های پلیمری می شود.
    کلیدواژگان: توزیع پتانسیل، توزیع میدان الکتریکی، حلقه کرونا، روش المان محدود، شرایط یخ زدگی، مقره پلیمری
  • مرتضی نصیری*، علیرضا بهراد صفحات 55-64
    تخمین مکان و موقعیت سه بعدی بازیکنان یکی از بحث برانگیزترین موضوعات در تحلیل ویدئویی بازی فوتبال است. ویدئوهای در دسترس از بازی فوتبال معمولا با دوربین های کالیبره نشده تهیه می شوند؛ بنابراین کالیبراسیون دوربین و تخمین مکان آن، گام اول در محاسبه موقعیت سه بعدی بازیکن ها است. برای کالیبراسیون معمولا به تعدادی نقطه از دنیای واقعی و متناظر تصویری آن نقاط نیاز داریم. بنابراین اولین مرحله در الگوریتم پیشنهادی، استخراج نقاط مشخص در زمین فوتبال به صورت خودکار است. سپس یک روش جدید برای کالیبراسیون دوربین و تخمین مکان آن ارائه می شود. این روش از هم صفحه بودن نقاط در زمین فوتبال و مکان های مشخص آن ها برای کالیبراسیون دوربین استفاده می کند. در این مقاله یک مدل فرم بسته برای محاسبه پارامترهای مختلف دوربین ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادشده با داده های واقعی و شبیه سازی شده تست شده و با الگوریتم های مشابه مقایسه گردید. نتایج آزمایشی نشان دهنده کارایی بالای الگوریتم پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کالیبراسیون خودکار دوربین، بازسازی صحنه های سه بعدی، تحلیل تصاویر بازی فوتبال
|
  • P. Pourmohamadian*, M. K. Edalatian Pages 1-7
    Insulation properties of oil have very important role in power system operation. Intensive care should therefore be taken in all aspects of its production and service. In recent researches, the effect of various additives on the transformer oil has been studied to achieve better technical and economical characteristics. In this paper, the effect of Carbon Nano Tubes on the transformer oil in power frequency test voltage is analyzed. The breakdown voltage and rate of rise of recovery voltage are two main quality measures of liquid insulation. Therefore, it is tried to compare these two parameters for pure oil and oil containing carbon Nano Tubes. Accordingly, the variations are analyzed and based on the physical properties of the test materials, it is tried to explain the phenomenon behind the changes. The results show, adding Carbon Nano Tubes despite the weakening of breakdown voltage at power frequency rate of insulation recovery is improved.
    Keywords: transformer oil, Carbon Nano Tubes, rate of rise of recovery voltage, charge relaxation time constant
  • F. Pirouzmand *, N. Ghahramani, M.R. Arvan Pages 9-21
    In this paper, a robust model predictive control (RMPC) is proposed based on model reference adaptive system (MRAS). In this algorithm, using the MRAS a combinational RMPC controller, which is called CRMPC, for three degree freedom satellite is designed such that the effect of moment of inertia uncertainty and external disturbance is compensated on the stability and performance of closed loop system. Control law is a state feedback which its gain is obtained by solving a convex optimization problem subject to several linear matrix inequalities (LMIs). To avoid the actuators saturation a linear matrix inequality is incorporated as LMI in the mentioned optimization problem. The advantages of this algorithm are needless to exact information from system’s model, robustness against model uncertainties and external disturbance. The proposed algorithm is implemented on the satellite attitude control system and the results of them are compared to generalized incremental model predictive control (GIPC) algorithm. The results show that the suggestive controller is more robust than the GIPC method.Keywords: Robust model predictive control; Linear matrix inequality; Model reference adaptive system; Satellite attitude control system.
  • R. Rafeh*, F. Khodadai Pages 23-33
    A common attack in wireless sensor networks is the node replication attack. In this attack, attackers capture a number of nodes and spread copies of them in the network. Replicated nodes, which are controlled by the attackers, start communicating with other nodes to corrupt network protocols. In this paper we propose a new algorithm for detecting replica nodes in wireless sensor networks with mobile nodes using the legal wormhole channels. The proposed algorithm consists of two phases: local detection and global detection. In the first phase, each node detects replica nodes in its neighborhood by disseminating “Hello” messages. In the second phase few nodes in the network establish legal wormhole channels pairwise and exchange the information of their neighbors. When there is a common node in these neighbors, that node is known as a replica node. The experimental results show that the proposed algorithm outperforms similar algorithms in terms of detection rate and detection time.
    Keywords: Wireless Sensor Network, Node Replication Attack, Legal Wormhole Channel, Local Detection, Global Detection
  • S. Abapour *, K. Zare. B. Mohammadi Ivatlou Pages 35-45
    In recent years, the penetration of distributed generation (DG) resources has been dramatically increased in modern power systems. Even though, the high penetration of DGs has negative impacts on the network performance, but the distribution network operators (DNOs) rarely intend to restrict them. Active management is an effective method of reinforcement network, accordance to the smart grid, for DG operation. This paper presents a multi-objective assessment model for distribution network in the presence of DGs and active management procedure. The proposed model not only discusses about the technical and economic objective function in distribution network but also evaluates the investment dynamic of the DG units. The positive role of active management on distribution network planning is presented. MATLAB software is used and the effect of applying the proposed model is shown on the sample distributed network.
    Keywords: Active losses, distributed generation, active network management
  • Mohsen Asgari *, Ahmad Gholami Pages 47-54
    The use of polymeric insulators in new lines and also updated power transmission lines is still growing. Polymeric insulators are exposed to various electrical, mechanical and environmental stresses. In many areas with cold weather, high voltage transmission lines and substations are vulnerable to freeze. The most important problems of these polymeric insulators, such as erosion and aging of polymeric materials, corona phenomena on insulator surface and flashover are related to the nonuniform potential distribution along the insulators. In this paper, electric field and voltage distribution of 230 kV polymeric insulator has been evaluated with and without corona ring in the presence of an ice layer on it. Electric field analysis software package, COMSOL Multiphysics4.2, based on the finite element method, has been employed for the calculations. Simulation results have shown a dramatic decrease in the intensity of the electric field in polymeric insulators in the presence of corona ring. Also the presence of air gap in the ice layer has a great influence on the potential distribution along the polymeric insulators and causes to increase intensity of the electric field on polymeric insulators surface.
    Keywords: Potential Distribution, Electric Field Distribution, Corona Ring, Finite Element Method, Ice Conditions, Polymeric
  • M. Nasiri*, A. Behrad Pages 55-64
    3D pose estimation of players’ location is one of the challenging issues in the soccer video analysis. The soccer videos are generally captured using uncalibrated cameras, therefore the first step to calculate 3D pose of the players is the camera calibration and estimating its location. For the purpose of calibration, it is necessary to extract some 3D points and their image correspondence. Therefore, in the first stage of the proposed algorithm, we automatically extract points and the required data for calibration. Then a new method for camera calibration is proposed based on the coplanarity of the soccer field. The method uses coplanarity of points in soccer plane and their known location for camera calibration. We derive a closed form model to calculate different camera parameters. We compare the results of the proposed method with those of existing methods and results show the efficiency of the proposed algorithm.
    Keywords: Automatic camera calibration, 3D scene reconstruction, Soccer video analysis